Pasyvieji optiniai stiprintuvai: EDFA, SOA ir RFA
Kai optiniai signalai keliauja per optinį pluoštą, jie susilpnėja. Tolimųjų reisų metu signalas silpninamas iki taško, kuriame reikia pakartotinio stiprinimo. Tradiciškai šį pakartotinį amplifikavimą atliko įtaisas, paprastai vadinamas kartotuvu.
Retransliatorius iš esmės yra imtuvas ir siųstuvas, sujungti į vieną paketą. Imtuvas konvertuoja gaunamą optinę energiją į elektros energiją. Elektrinis imtuvo išėjimas skatina siųstuvo elektrinę įvestį. Siųstuvo optinė išvestis parodo sustiprintą optinio įvesties signalo ir triukšmo variantą.
Šiandien prieinama technologija nereikalauja kartotuvų. Dabar vietoj kartotuvų naudojami pasyvieji optiniai stiprintuvai. Pasyvus optinis stiprintuvas stiprina signalą tiesiogiai, nereikalaujant optinio elektrinio ir elektrinio-optinio konvertavimo. Yra keletas skirtingų optinių stiprintuvų, kuriais pasyviai stiprinamas optinis signalas: „Erbium“ optinio pluošto stiprintuvas (EDFA), puslaidininkinis optinis stiprintuvas (SOA) ir „Raman“ pluošto stiprintuvas (RFA), kurie visi naudoja techniką, vadinamą lazeriniu pumpinimu.
EDFA
EDFA stiprintuvas paprastai naudojamas labai ilgoms pluošto jungtims, tokioms kaip povandeniniai kabeliai. EDFA naudojamas pluoštas, kuris buvo apdorotas arba „apvilktas“ erbiu, ir šis naudojamas kaip stiprinimo terpė. Siurblio lazeriai veikia bangų ilgiais, kurie yra mažesni už bangos ilgį, kurį reikia stiprinti. Sudėtyje esantis pluoštas maitinamas lazeriniu siurbliu. Kai optinis signalas praleidžiamas per šią pasklidusią skaidulą, erbio atomai perduoda savo energiją į signalą, tuo padidindami signalo energiją ar stiprumą. Taikant šią techniką įprasta, kad signalas išeina iš EDFA iki 50 kartų arba 17 dB stipresnis, nei jis buvo, kai jis įėjo.
Čia pateiktas EDFA pavyzdys. EDFA taip pat gali būti naudojami nuosekliai, siekiant dar labiau padidinti signalo stiprumą. Du nuosekliai naudojami EDFA gali padidinti įvesties signalą net 34dB.
SOA
SOA stiprintuve naudojama technika, panaši į EDFA, tačiau optinio pluošto nepanaudojant. Skirtingai nuo EDFA, kuri maitinama lazeriniu siurbliu, SOA maitinama elektros srove. SOA naudoja optinį bangolaidį ir tiesioginį juostos juostos puslaidininkį, kuris iš esmės yra Fabry-Pérot lazeris, kad į signalą įšvirkštų šviesos energiją, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau. Tačiau ši metodika nesiūlo didelio amplifikavimo, kurį daro EDFA. SOA paprastai naudojami trumpesnėse skaidulų jungtyse, tokiose kaip Metropolitan Area Networks (MAN).
Viena iš SOA problemų yra ta, kad prieaugį labai sunku kontroliuoti. Naudojant puslaidininkių metodą ir bangolaidį, signalas gali sunaikinti signalo padidėjimą kitu bangos ilgiu. Tai gali sukelti kanalų skerspjūvį, nes signalo banga viename ilgio gali modifikuoti kitą.
RFA
RFA stiprintuve naudojama technika, vadinama „Raman amplification“. Tai metodas, kurio metu siurblio lazeriai perduodami energiją signalo stiprinimui. Tačiau skirtingai nei EDFA, šioje technikoje nenaudojamas difuzinis pluoštas, o tik labai galingas siurblinis lazeris, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau. Lazeris veikia esant bangos ilgiui nuo 60 nm iki 100 nm žemiau norimo signalo bangos ilgio. Lazerio signalo energija ir perduodamo signalo fotonai yra sujungti, taip padidinant signalo stiprumą. RFA nepadidina tiek, kiek EDFA, tačiau jie turi pranašumą tuo, kad sukuria daug mažiau triukšmo. Išsamią produkto informaciją galite rasti čia: „Raman“ stiprintuvas
Šie optiniai stiprintuvai gali būti derinami, kad būtų galima pasinaudoti jų stiprinimo savybėmis. Kai kuriais atvejais RFA ir EDFA derinami tolimojo pluošto jungtyse, kad būtų užtikrintas didelis stiprinimas ir sumažėjęs triukšmo lygis.
Apibendrinant, kiekviena stiprinimo technika turi privalumų ir trūkumų. Nepamirškite atsiminti stiprinimo, kuriame naudojamas stiprintuvas. Pvz., Jei signalui reikėjo sustiprinti, bet kilo triukšmas, greičiausiai geriausias pasirinkimas bus RFA stiprintuvas. Jei signalą reikėjo sustiprinti tik šiek tiek, SOA stiprintuvas gali būti geriausias.
Visi šie stiprinimo metodai turi vieną didelį pranašumą: optiniai stiprintuvai vienu metu sustiprins visus pluošto signalus. Taigi, galima vienu metu sustiprinti kelis bangos ilgius (pvz., DWDM EDFA yra WDM stiprintuvo tipas, naudojamas DWDM sistemose stiprinti kelis bangos ilgius). Tačiau svarbu nepamiršti, kad galios lygius reikia atidžiai stebėti, nes stiprintuvai gali prisotinti, todėl netinkamai veikia.
